第十十三周作业Linux微职位

Posted 2020-09-17

一、结合图形描述LVS的工作原理；

• lvs-nat模型

主要是修改目标IP地址为挑选出新的RS的IP地址。即请求进入负载均衡器时做DNAT，响应出负载均衡器时做SNAT。

1.当用户请求到达Director Server，此时请求的数据报文会先到达内核的PREROUTING链，此时报文的源IP是CIP，目标IP是VIP。

2.PREROUTING链检查发现数据包的目标IP是本机，将数据包送至INPUT链。

3.IPVS内核模块比对数据包请求的服务是否为集群服务，如果是，则修改数据包的目标IP为后端服务器的IP，然后将数据包发至POSTROUTING链，做DNAT转换。此时报文的源IP是CIP，目标IP是RIP

4.POSTROUTING链通过选路，将数据包发送到Real Server。

5.Real Server比对发现目标IP是自己的IP，开始建立响应报文发回给Director Server，此时报文的源IP是RIP，目标IP是CIP.

6.Director Server在响应客户端之前，此时会将源IP地址修改为自己的IP地址，然后响应给客户端，做SNAT转换。此时报文的源IP是VIP。目标IP是CIP。

• lvs-dr模型

将请求报文的目标MAC地址设定为天选出来的RS的MAC地址。即做MAC地址转换。

1.当用户请求到达Director Server，此时请求的数据报文huixiandao内核空间的PREROUTING链，此时报文的IP是CIP，目标IP是VIP。

2.PREROUTING链检查发现数据包的目标IP是本机，将数据包送至INPUT链，

3.IPVS内核模块比对数据包请求的服务是否为集群服务，如果是，将请求报文中的源MAC地址修改为DIP的MAC地址，将目标MAC地址修改为RIP的MAC地址，然后将数据包发至POETROUTING链中，此时的源IP和目的IP均未修改，仅修改了源MAC地址为DIP的MAC地址，目标MAC地址为RIP的MAC地址。

4.由于DS和RS实在同一网络中，所以两者之间的通信时通过二层协议来传输。POSTROUTING链检查目标MAC地址为RIP的MAC地址，那么此时数据包将会发至Real Server。

5.RS发现请求报文的MAC地址是自己的MAC地址，就接受此报文，处理完成以后，将响应报文通过IO接口传送给eth0网卡，然后向外发出，不经过负载均衡器。此时源IP地址为VIP，目标IP是CIP。

6.响应报文最终送至客户端。

• lvs-tun模型

在原有的IP报文外再次封装多一层IP首部，内部IP首部（源地址为CIP，目标地址为VIP）外部IP地址首部（源地址为DIP，目标地址为RIP）

1.当用户请求报文到达DS，此时请求的数据报文会先到内核的PREROUTING链。此时源IP是CIP,目标IP是VIP。

2.PREROUTING链检查发现数据包的目标IP是本机，将数据包送至INPUT链。

3.IPVS比对数据包请求的服务是否为集群服务，如果是，在请求报文的首部再次封装一层IP报文，封装源IP为DIP，目标IP是RIP，然后发至POSTROUTING链。此时源IP是为DIP，目标IP是RIP。

4.POSTROUTING链根据最新封装的IP报文，将数据包发至RS（因为外层封装多了一层IP首部，所以可以理解为此时通过隧道传输）。此时源IP是DIP，目标IP是RIP。

5.RS收到报文后发现是自己的IP地址，就会将报文接受下来，拆除最外层的IP后，会发现里面还有一层IP首部，而且目标地址是自己的lo接口VIP，那么此时RS开始处理此请求，处理完成滞后，通过lo接口送给eth0网卡，然后向外传递。此时的源IP地址为VIP，目标IP为CIP。

6.响应报文送达至客户端。

二、搭建一套LVS-DR模型的高性能集群，并实现以下功能：

1、wordpress程序通过nfs共享给各个realserver；

2、后端realserver中的nginx和php分离

用途	IP
LVS-Master	10.18.11.31
LVS-BACKUP	10.18.11.32
LVS-VIP	10.18.11.40
wordpress1	10.18.11.29
wordpress2	10.18.11.30

• 配置NFS共享wordpress程序

 #在10.18.11.29上配置共享目录 
[[email protected] ~]# vim /etc/exports        #在10.18.11.29上配置共享目录        
/usr/local/nginx/html/ 10.18.11.29(rw,sync,fsid=0,no_root_squash)
[[email protected] /]# systemctl start rpcbind.service        #启动rpcbind服务
[[email protected] /]# systemctl start nfs-server.service        #启动nfs服务 
 
 #在10.18.11.30上挂载共享目录 
[[email protected] nginx]# mount -t nfs 10.18.11.29:/usr/local/nginx/html /usr/local/nginx/htmlmount -t nfs 10.18.11.29:/usr/local/nginx/html /usr/local/nginx/html
[[email protected] nginx]# df -h
文件系统                           容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/sda2                           75G  4.6G   66G    7% /
devtmpfs                           1.9G     0  1.9G    0% /dev
tmpfs                              1.9G     0  1.9G    0% /dev/shm
tmpfs                              1.9G   25M  1.9G    2% /run
tmpfs                              1.9G     0  1.9G    0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1                          477M   94M  354M   21% /boot
/dev/mapper/vgdata-mylv            6.8G   23M  6.4G    1% /users
tmpfs                              380M     0  380M    0% /run/user/0
10.18.11.29:/usr/local/nginx/html   75G  8.7G   62G   13% /usr/local/nginx/html
[[email protected] nginx]# ll /usr/local/nginx/html/        #wordpress工程文件已共享
总用量 28
-rw-r--r-- 1 root root  537 11月 16 17:22 50x.html
-rw-r--r-- 1 root root  145 11月 26 23:14 inc.php
-rw-r--r-- 1 root root  612 11月 16 17:22 index.html
-rw-r--r-- 1 root root   20 11月 25 15:23 index.php
-rw-r--r-- 1 root root    6 11月 21 17:39 test.html
-rw-r--r-- 1 root root  145 11月 26 23:15 test.php
drwxrwxrwx 5 root root 4096 11月 27 16:37 wordpress

• 安装workpress

[[email protected] opt]# wget 
[[email protected] opt]# tar xzvf wordpress-4.5.3-zh_CN.tar.gz
[[email protected] opt]# cp -r wordpress /usr/local/nginx/html/

在游览器中访问http://10.18.11.29/wordpress/wp-admin/install.php进行数据库配置

• 配置LVS

[[email protected] ~]# yum install keepalived        #在两台LVS服务器上安装keepalived
[[email protected] ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf        #修改LVS-Master配置文件
! Configuration File for keepalived
 
global_defs {
   notification_email {
     [email protected]
     [email protected]
     [email protected]
   }
   notification_email_from [email protected]
   smtp_server 192.168.200.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_1
}
 
vrrp_instance VI_DNS1 {
    state MASTER
    interface ens192        #vip绑定的网卡
    virtual_router_id 51        #虚拟路由标记ID，同一组vrrp一致
    priority 100        ##优先级自定义，MASTER高于BACKUP即可
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {    
        10.18.11.40        #VIP
        }
}
 
virtual_server 10.18.11.40 80 {        #VIP和端口
    delay_loop 6
    lb_algo rr        #负载调度算法，RR为轮询
    lb_kind DR        #LVS负载工作模式为DR
    nat_mask 255.255.255.0
    persistence_timeout 50         #会话保持时间，50秒内分配同一节点       
    protocol TCP        #协议类型UDP
 
    real_server 10.18.11.29 80 {
        weight 100        #权值大小，越大权值越高
        TCP_CHECK {         #realserver 状态检测
        connect_timeout 8        #连接超时时间8秒
        nb_get_retry 3        #重试次数:3次
        delay_before_retry 3        ##重试间隔3秒
        connect_port 80        #检测端口
        }
    }
 
    real_server 10.18.11.30 80 {
        weight 100
        TCP_CHECK {
        connect_timeout 8
        nb_get_retry 3
        delay_before_retry 3
        connect_port 80
        }
    }
}
                                                                                                                                                     57,1          30%
[[email protected] ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf         #修改LVS-BACKUP配置
! Configuration File for keepalived
 
global_defs {
   notification_email {
     [email protected]
     [email protected]
     [email protected]
   }
   notification_email_from [email protected]
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_2
}
 
vrrp_instance VI_DNS1 {
    state backup        #状态为backup
    interface ens192
    virtual_router_id 51
    priority 90        #优先级比master低
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        10.18.11.40
        }
}
 
virtual_server 10.18.11.40 80 {
    delay_loop 6
    lb_algo rr
    lb_kind DR
    nat_mask 255.255.255.0
    persistence_timeout 50
    protocol TCP
 
    real_server 10.18.11.29 80 {
                                                                                                                                                     1,1          顶端
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        10.18.11.40
        }
}
 
virtual_server 10.18.11.40 80 {
    delay_loop 6
    lb_algo rr
    lb_kind DR
    nat_mask 255.255.255.0
#    persistence_timeout 1
    protocol TCP
 
    real_server 10.18.11.29 80 {
        weight 100
        TCP_CHECK {
        connect_timeout 8
        nb_get_retry 3
        delay_before_retry 3
        connect_port 80
        }
    }
 
    real_server 10.18.11.30 80 {
        weight 100
        TCP_CHECK {
        connect_timeout 8
        nb_get_retry 3
        delay_before_retry 3
        connect_port 80
        }
    }
}


#在realserver服务器上执行该脚本
#!/bin/bash
SNS_VIP=10.18.11.40        
. /etc/rc.d/init.d/functions
case "$1" in
start)
       ifconfig lo:0 $SNS_VIP netmask 255.255.255.255 broadcast $SNS_VIP
       /sbin/route add -host $SNS_VIP dev lo:0
       echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
       echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
       echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
       echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
       sysctl -p >/dev/null 2>&1
       echo "RealServer Start OK"
       ;;
stop)
       ifconfig lo:0 down
       route del $SNS_VIP >/dev/null 2>&1
       echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
       echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
       echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
       echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
       echo "RealServer Stoped"
       ;;
*)
       echo "Usage: $0 {start|stop}"
       exit 1
esac
exit 0

三、基于heartbeat v2 crm实现HA LAMP组合；要求，部署wordpress，用于编辑的文章中的任何数据在节点切换后都能正常访问；

四、用Keepalived实现nginx与lvs的高可用集群；